移動衛(wèi)星通信的指標(biāo)概念

隨著星鏈的火爆，移動衛(wèi)星通信正式進(jìn)入到我們的生活，那移動衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)通信有什么不同嗎？本文來講一下衛(wèi)星通信的指標(biāo)與傳統(tǒng)通信的區(qū)別與聯(lián)系。

衛(wèi)星通信和傳統(tǒng)通信一樣，分為中繼衛(wèi)星（基站），移動終端（手機(jī)）。

衛(wèi)星通信傳輸鏈路和移動通信一樣包括上行鏈路，下行鏈路。衛(wèi)星通信鏈路從信源開始，通過編碼調(diào)制、上變頻、放大，天線經(jīng)過空間傳播到衛(wèi)星接收天線（此過程為上行），通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)和衛(wèi)星發(fā)射天線，經(jīng)過空間傳播到地面接收天線，再經(jīng)過LNA、下變頻、解調(diào)、解碼（此過程為下行），完成整個(gè)鏈路的閉環(huán)。

衛(wèi)通通信與傳統(tǒng)通信相同的地方是，都是通信，衛(wèi)星通信一般都是數(shù)字調(diào)制方式，對終端和衛(wèi)星同樣考察設(shè)備的發(fā)射功率、靈敏度、關(guān)注設(shè)備的傳輸速率。

不同的地方在于，衛(wèi)星和衛(wèi)星通信終端有一些專屬的指標(biāo)。

1.傳播損耗

自由空間傳輸損耗

在計(jì)算一組設(shè)備的通信距離時(shí)，我們常用的就是自由空間傳輸損耗

損耗的公式是:

Loss=32.44+20logd（km）+20logf（MHz）

對于衛(wèi)星通信來說，除了自由空間損耗，還需要考慮大氣損耗和雨衰。

大氣吸收損耗

主要體現(xiàn)在水汽對電磁波的吸收，對于頻率小于10GHz的切天線仰角大于5°的大氣吸收可以忽略不計(jì)。30GHz的毫米波信號在海平面的大氣衰減大概是0.1 dB/km.隨著高度的上升，空氣逐漸稀薄，大氣衰減也明顯降低。

大氣衰減主要體現(xiàn)在天線仰角和頻率上。

如上圖所示，在30GHz左右，星地通信信道的總大氣衰減，在3 - 4 dB。

降雨衰減對電磁波的影響更大一些，主要體現(xiàn)在下雨大小和時(shí)間對通信中斷的影響，一般都是統(tǒng)計(jì)當(dāng)?shù)匾驗(yàn)橛晁ヒ鹜ㄐ胖袛嗟母怕省?/p>

所以傳播損耗包含三個(gè)部分：鏈路損耗+大氣損耗+雨衰

2.鏈路預(yù)算分析

傳統(tǒng)通信是根據(jù)信噪比來估算信道的通信質(zhì)量，發(fā)射端的信噪比達(dá)到接收端高于接收機(jī)最低要求信噪比，那么鏈路通信就是正常的。

而衛(wèi)星通信是通過載噪比來衡量信道的通信質(zhì)量的。

載噪比為C/N

載噪比的計(jì)算

在計(jì)算載噪比之前，需要了解幾個(gè)重要參數(shù)

有效全向輻射功率EIRP

有效全向輻射功率就是設(shè)備發(fā)出的功率加上天線的增益

即EIRP=P+Gt, P 為發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，Gt為發(fā)射機(jī)天線的增益

那么到達(dá)接收機(jī)的功率為：

Pr=P+Gt-LS

LS為電磁波在空間鏈路的損耗

在衛(wèi)星通信鏈路中，外部噪聲和天線損耗噪聲會混在一起送給接收機(jī)

在T溫度下，接收機(jī)的輸入噪聲系數(shù)為NF，假設(shè)其等效噪聲溫度為T0，則噪聲因子F為

F=1+T0/T?? ,NF=10logF

則T0=（F-1）T=（10NF/10-1）T

接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度Te=T0+T=（10NF/10-1）T+T

接收機(jī)品質(zhì)因素G/T，也稱為接收機(jī)的有效載荷

G/T=Gr-10log（Te）

接收機(jī)

Gr為接收機(jī)的天線增益，Te為接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度。

載噪比的計(jì)算

載噪比的定義是載波和系統(tǒng)的噪聲功率的比值

取對數(shù)等于

C/N=Pr+G/T-10log（k）=P+Gt-LS+Gr-10log（kBT）

T為接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度。

理解以上概念就可以就算整個(gè)鏈路的指標(biāo)預(yù)算了

最后的話

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